مدل سازی سه بعدی چگالی پوسته، بررسی موردی: ایران

در این مقاله روشی برای تعیین چگالی پوسته با استفاده از داده های ژئودزی (زمین سنجی)، زمین شناسی و ژئوفیزیکی ازانواع (1) اندازه گیری های گرانی زمینی (2) مدل های ژئوپتانسیلی جهانی (3) مدل های رقومی ارتفاعی زمین(Digital Terrain Model، DTM)‎، (4) نقشه ها و مقاطع زمین شناسی (5) مقاطع عمیق ژئوفیزیکی (6) مدل های ژئوئید عرضه شده است. این روش مدل سازی با قابلیت به کارگیری جزء به جزء (patch-wise)‎ امکان تغییر تفکیک پذیری (رزولوشن) مکانی و طیفی را در تعیین چگالی فراهم می آورد و بر این اساس می توان روی عوارض گوناگون زمین شناسی از جمله گسل ها، مناطق فرورانش و دیگر عوارض زمین ساختی موردنظر تمرکز کرد و آنها را به طور جداگانه یا همراه دیگر عوارض مورد بررسی قرار داد. این روش را به اختصار می توان در قالب مراحل اصلی آن به شرح زیر معرفی کرد: (1) استخراج چگالی توپوگرافی (بخش خارجی پوسته بالای ژئوئید) با استفاده از نقشه های زمین شناسی، نیم رخ ها و دیگر اطلاعات زمین شناسی موجود، (2) محاسبه و حذف اثر میدان گرانی زمینه با بسط مدل ژئوپتانسیلی تا درجه و مرتبه موردنظر به اضافه میدان گریز از مرکز، (3) حذف اثر جرم های توپوگرافی با استفاده از چگالی محاسبه شده در مرحله (1)، (4) ادامه فروسو اندازه گیری های تصحیح شده طی مراحل فوق از سطح زمین به سطح ژئوئید با تصحیح هوای آزاد، (5) واسطه یابی نتایج برای ایجاد یک شبکه منظم، (6) حل معادلات مشاهد ات تشکیل داده شده با استفاده از انتگرال نیوتن برای مشاهدات شبکه بندی شده مرحله (5) به روش کمترین مربعات. به کارگیری این روش برای ایران به منزله بررسی موردی منجر به این نتایج شد: (1) محدوده تغییرات گرانی باقی مانده است. (2) تغییرات چگالی در اولین لایه و دومین لایه و سومین لایه بود که در حد قابل انتظار تغییرات چگالی در لایه های پوسته است. (3) از لحاظ ژئوفیزیکی هر اندازه هندسه ساده تر باشد، مسئله پایدارتر است. (4) هرچه هندسه لایه های جرمی با دقت بیشتری معلوم باشد چگالی را با دقت بهتری می توان به دست آورد.